论文部分内容阅读
[摘 要]本文对驰宏公司资源综合利用有限公司动力厂变电站整流器控制系统改造、通风系统改造、直流母线夹板改造成功经验进行总结，实现了整流器控制系统从模拟触发系统到数字触发系统的转变，减少了直流母线的涡流损耗，降低了整流器室及直流母线室的环境稳定，保证了整流器的稳定运行，满足了锌电解槽所需直流电大电流需求。
[关键词]整流器控制系统改造、通风系统改造、直流母线夹板改造
中图分类号：TF 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0035-01
一、前言
资源综合利用有限公司动力厂变电站（以下简称变电站）是资源综合利用有限公司的供配电中心，全站有220KV GIS开关室一个，10KV总配电室1个，下级有10KV锌配电站、10KV铅配电站、10KV硫酸配电站、10KV锌合金配电站、10KV锗配电站等五个分站；220KV GIS开关站共10个间隔，分别为两回220KV进线、母联、两台动力变压器、三台调压整流变压器、两个PT（互感器）间隔；变电站共三套整流机组，每台整流器额定直流电流45KA，额定直流电压700V，运行方式采用两开一备用。
变电站共三套整流机组，每套整流机组分为四个组成部分，分别为：整流变压器、整流器、滤波器组、纯水冷却装置。
二、整流机组运行现状
变电站三套整流机组2005年投产以来，运行过程中发现了以下几个问题：
1）整流器控制系统不完善，无法实现触摸屏给定，只能使用电位器给定方式；无法实现整流器控制系统远程控制及监视功能；
2）整流变压器倒闸过程中频繁发生干扰，造成整流器故障跳闸；
3）整流机组直流母线夹板涡流过大，造成直流母线发热严重，致使整流器控制系统所需直流大电流传感器反馈失真，经常造成整流器控制系统故障停机；
4）直流母线与一层楼层过近，导致直流母线室和整流器室环境温度过高，夏季经常造成整流器元件温度过高，水冷系统冷却效果降低。
三、整流机组技术改造
为提高变电站整流机组的运行稳定性和可靠性，资源综合利用有限公司动力厂对整流机组运行过程中的缺陷进行了技术改进。
3.1 整流器控制系统改造
整流器控制系统改造主要内容是对平板式晶闸管触发电源进行改进，采用陕西高科电力电子有限责任公司自主开发的KCZ6F-2型数字式晶闸管闭环控制板，实现对整流器晶闸管进行数字触发。同时，利用西门子S7-200 PLC与P177B触摸屏实现现场监视和控制功能，使用一台DEEL电脑在变电站主控室进行远程监视控制，上位计算机软件采用WINCC 6.0平台开发。
1）数字式触发控制板的实现
数字式触发控制板的实现主要通过数字化PID调节器完成，即外部输入的模拟给定信号和模拟电流反馈信号，先经模数（A/D）转换后，提供给相应的信号处理单元。在反馈信号处理与给定信号处理单元中经数字滤波，将是否越限判别提供给比较单元。在比较单元中，给定与反馈比较后的差值送给数字调节环节（图1）。
2）实现现场监控
现场整流器控制柜采用就地西门子S7-200 PLC 和P117B 触摸屏组合，实现对整流器直流电流的升降、电流趋势、电压趋势等，实现所有故障的报警和显示，包括：过流、过压、元件损坏、桥臂过热、水压异常、水温异常、缺相、纯水装置故障等。控制柜配有显示整流器直流输出的直流电流表、直流电压表，还配有本地复位、急停按钮、直流刀开关分合指示灯、高压合闸指示灯等。
3.2 直流母线夹板改造
通过分析论证，资源综合利用有限公司动力厂技术人员对整流机组分支直流母线夹板进行了改造。拆除原有的普通钢板夹板，替换为具有防磁性能的不锈钢板夹板。拆除原有的普通不锈钢螺栓，使用与直流母线材质相同的紫铜螺栓。使用具有防磁性能的不锈钢夹板替换普通钢板材质的夹板，使用与直流母线材质相同的紫铜螺栓替换原有的普通不锈钢螺栓后，分支直流母线夹板温度降低了25℃，直流母线室环境温度35℃下属于正常范围。
3.3 通风系统改造
由于变电站直流母线室楼层设计不合理，投运以来一直存在整流机组分支直流母线发热严重，一层通风散热条件较差，造成环境温度过高。改造措施具体如下：
1）在整流器安装六台柜式空调，每台整流器旁边安装两台，增强整流器元器件散热效果，降低整流器环境温度； 拆除整流器柜门，增加了整流器元器件的散热面积。
2）在直流母线室安装一套机械通风系统。机械排风机设置在母线进线侧即靠南墙外墙，采用北侧外窗自然进风。风机设置在二层屋面，风管通过二层顶现有通风孔（φ1000）和一层顶东南角空洞进入一层直流母线室。通风管道进风口采用百叶窗，分别在分支直流母线发热最严重的直流刀开关位置设置百叶窗通风口，百叶窗通风口可手动开启或关闭。
四、小结
通过对整流器控制系统改造完成后，实现了整流器控制系统模拟触发电路到数字触发的转变，实现了整流器控制系统现场及远程计算机监视和控制，整流器輸出直流电流可达到42KA，完全可以满足锌电解生产需求。 通过对整流机组分支直流母线夹板改造完成后，直流母线夹板温度减少15～20℃，整流器控制系统没有再因为直流大电流传感器故障引起故障停机，實现了预期的目标。通过在整流器室和直流母线室加装通风系统后，整流器环境温度下降10℃～15℃，整流器元器件温升下降10℃～20℃，直流母线室环境温度下降了10～15℃，分支直流母线温升20℃～30℃，达到了预期的效果。
参考文献
[1] 电力电子应用技术，莫正康 编著，北京：机械工业出版社.2004年.
[2] 工厂供电，余建明、同向前、苏文成主编，北京：机械工业出版社.2004年.
[3] 高压电工实用技术，郭仲礼主编，北京：机械工业出版社.2000年.
[4] 电气工程师手册，主编，北京：机械工业出版社.2004年.
[5] 使用供配电技术手册，刘介才 主编，北京：中国水利水电出版社.2002年.
[关键词]整流器控制系统改造、通风系统改造、直流母线夹板改造
中图分类号：TF 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0035-01
一、前言
资源综合利用有限公司动力厂变电站（以下简称变电站）是资源综合利用有限公司的供配电中心，全站有220KV GIS开关室一个，10KV总配电室1个，下级有10KV锌配电站、10KV铅配电站、10KV硫酸配电站、10KV锌合金配电站、10KV锗配电站等五个分站；220KV GIS开关站共10个间隔，分别为两回220KV进线、母联、两台动力变压器、三台调压整流变压器、两个PT（互感器）间隔；变电站共三套整流机组，每台整流器额定直流电流45KA，额定直流电压700V，运行方式采用两开一备用。
变电站共三套整流机组，每套整流机组分为四个组成部分，分别为：整流变压器、整流器、滤波器组、纯水冷却装置。
二、整流机组运行现状
变电站三套整流机组2005年投产以来，运行过程中发现了以下几个问题：
1）整流器控制系统不完善，无法实现触摸屏给定，只能使用电位器给定方式；无法实现整流器控制系统远程控制及监视功能；
2）整流变压器倒闸过程中频繁发生干扰，造成整流器故障跳闸；
3）整流机组直流母线夹板涡流过大，造成直流母线发热严重，致使整流器控制系统所需直流大电流传感器反馈失真，经常造成整流器控制系统故障停机；
4）直流母线与一层楼层过近，导致直流母线室和整流器室环境温度过高，夏季经常造成整流器元件温度过高，水冷系统冷却效果降低。
三、整流机组技术改造
为提高变电站整流机组的运行稳定性和可靠性，资源综合利用有限公司动力厂对整流机组运行过程中的缺陷进行了技术改进。
3.1 整流器控制系统改造
整流器控制系统改造主要内容是对平板式晶闸管触发电源进行改进，采用陕西高科电力电子有限责任公司自主开发的KCZ6F-2型数字式晶闸管闭环控制板，实现对整流器晶闸管进行数字触发。同时，利用西门子S7-200 PLC与P177B触摸屏实现现场监视和控制功能，使用一台DEEL电脑在变电站主控室进行远程监视控制，上位计算机软件采用WINCC 6.0平台开发。
1）数字式触发控制板的实现
数字式触发控制板的实现主要通过数字化PID调节器完成，即外部输入的模拟给定信号和模拟电流反馈信号，先经模数（A/D）转换后，提供给相应的信号处理单元。在反馈信号处理与给定信号处理单元中经数字滤波，将是否越限判别提供给比较单元。在比较单元中，给定与反馈比较后的差值送给数字调节环节（图1）。
2）实现现场监控
现场整流器控制柜采用就地西门子S7-200 PLC 和P117B 触摸屏组合，实现对整流器直流电流的升降、电流趋势、电压趋势等，实现所有故障的报警和显示，包括：过流、过压、元件损坏、桥臂过热、水压异常、水温异常、缺相、纯水装置故障等。控制柜配有显示整流器直流输出的直流电流表、直流电压表，还配有本地复位、急停按钮、直流刀开关分合指示灯、高压合闸指示灯等。
3.2 直流母线夹板改造
通过分析论证，资源综合利用有限公司动力厂技术人员对整流机组分支直流母线夹板进行了改造。拆除原有的普通钢板夹板，替换为具有防磁性能的不锈钢板夹板。拆除原有的普通不锈钢螺栓，使用与直流母线材质相同的紫铜螺栓。使用具有防磁性能的不锈钢夹板替换普通钢板材质的夹板，使用与直流母线材质相同的紫铜螺栓替换原有的普通不锈钢螺栓后，分支直流母线夹板温度降低了25℃，直流母线室环境温度35℃下属于正常范围。
3.3 通风系统改造
由于变电站直流母线室楼层设计不合理，投运以来一直存在整流机组分支直流母线发热严重，一层通风散热条件较差，造成环境温度过高。改造措施具体如下：
1）在整流器安装六台柜式空调，每台整流器旁边安装两台，增强整流器元器件散热效果，降低整流器环境温度； 拆除整流器柜门，增加了整流器元器件的散热面积。
2）在直流母线室安装一套机械通风系统。机械排风机设置在母线进线侧即靠南墙外墙，采用北侧外窗自然进风。风机设置在二层屋面，风管通过二层顶现有通风孔（φ1000）和一层顶东南角空洞进入一层直流母线室。通风管道进风口采用百叶窗，分别在分支直流母线发热最严重的直流刀开关位置设置百叶窗通风口，百叶窗通风口可手动开启或关闭。
四、小结
通过对整流器控制系统改造完成后，实现了整流器控制系统模拟触发电路到数字触发的转变，实现了整流器控制系统现场及远程计算机监视和控制，整流器輸出直流电流可达到42KA，完全可以满足锌电解生产需求。 通过对整流机组分支直流母线夹板改造完成后，直流母线夹板温度减少15～20℃，整流器控制系统没有再因为直流大电流传感器故障引起故障停机，實现了预期的目标。通过在整流器室和直流母线室加装通风系统后，整流器环境温度下降10℃～15℃，整流器元器件温升下降10℃～20℃，直流母线室环境温度下降了10～15℃，分支直流母线温升20℃～30℃，达到了预期的效果。
参考文献
[1] 电力电子应用技术，莫正康 编著，北京：机械工业出版社.2004年.
[2] 工厂供电，余建明、同向前、苏文成主编，北京：机械工业出版社.2004年.
[3] 高压电工实用技术，郭仲礼主编，北京：机械工业出版社.2000年.
[4] 电气工程师手册，主编，北京：机械工业出版社.2004年.
[5] 使用供配电技术手册，刘介才 主编，北京：中国水利水电出版社.2002年.